[发明专利]一种隧道动态区块划分方法及系统

权利要求书

1.一种隧道动态区块划分方法，其特征在于，包括以下步骤，

步骤1，初步划分地段

根据车辆在隧道内外限速要求、驾驶人员进入隧道后适应环境变化所需时间，以及车辆在隧道内外制动距离，沿行车方向对隧道内和隧道两端外部路段进行初步划分，划分为多个地段，该多个地段共同组成区块；

步骤2，计算区块划分最小单元

基于隧道交通的跟驰模型，计算隧道内外前车突然停止时的最小安全距离，并以隧道内前车突然停止时的最小安全距离作为位于隧道内的区块划分最小单元，以隧道外前车突然停止时的最小安全距离作为位于隧道外的区块划分最小单元；

步骤3，均分区块

分别按位于隧道内的区块划分最小单元和位于隧道外的区块划分最小单元对位于隧道内的区块和位于隧道外态势分析的区块进行均分；

步骤4，对均分后的区块进行安全态势分析

对经步骤3均分后的各段区块进行安全态势分析；

步骤5，进行隧道区块安全域二分类分析

根据随机森林的二分类模型对隧道区段进行二分类；

步骤6，区块细分或合并

根据步骤5，当区段计算为非安全域时，或者根据步骤4，该区段的安全态势低于60时，对区段进行细分；当根据步骤5区段计算为安全域时，并且根据步骤4该区段的安全态势高于60时，对相邻的区段进行合并；

步骤7，循环评估和划分

对经步骤6合并后的相邻段重新进行实时安全态势分析，所述安全态势分析的方法与步骤4相同，若安全态势分析低于预设安全态势阈值，则重复步骤5至步骤7，实现动态区块重新划分。

2.根据权利要求1所述的隧道动态区块划分方法，其特征在于，所述步骤1的具体方法如下：

根据车辆在隧道内限速80km/h，在隧道外限速120km/h；驾驶人员进入隧道适应环境变化时间为9s，车辆在隧道内制动距离200m，车辆在隧道外制动距离300m，沿行车方向将隧道内和隧道两端外部路段划分为6个地段：

隧道内入口连接段：隧道内入口处200m；

隧道内出口连接段：隧道内出口处200m；

隧道中段：隧道内入口连接段和隧道内出口连接段之间；

隧道外入口连接段：隧道入口外300m；

隧道外出口连接段：隧道出口外300m；

准备段：隧道外入口连接段向远离隧道方向延伸1000m。

3.根据权利要求1所述的隧道动态区块划分方法，其特征在于，所述步骤2中，计算隧道内外前车突然停止时的最小安全距离的具体方法如下：

通过下式计算得到最小安全距离S：

其中，v₀为跟驰车制动前的初速度，t_d为制动迟滞时间，a_max为跟驰车制动最大减速度，d为跟驰车制动后与前导车之间的安全距离；

计算行车时隧道外前车突然停止的最小安全距离时，v₀为120km/h，t_d为2s，a_max为7m/s²，d为3m；

计算行车时隧道内前车突然停止的最小安全距离时，v₀为80km/h，t_d为2s，a_max为7m/s²，d为3m。

4.根据权利要求1所述的隧道动态区块划分方法，其特征在于，所述步骤4的具体方法如下：

步骤4.1，利用层次分析法确定影响隧道交通安全的影响因素；

步骤4.2，利用熵权法-AHP法计算各所述影响因素的权重；

步骤4.3，利用可拓法描述各所述影响因素；

步骤4.4，基于可拓云模型中的标准云模型建立隧道交通安全评估模型；

步骤4.5，将采集到的交通流参数输入到步骤4中的评估模型，得到评价的安全态势云关联度，云关联度分为五级，左后得到该区段的安全态势的等级。